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Abstract:
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Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um calibrador automatizado de tem-
peratura para termistores de coeficiente de Temperatura Negativo (NTC) utilizados
no Sistema Termodinâmico de Monitoramento de Fontes (STMF), desenvolvido pelo
Núcleo Ressacada de Pesquisa em Meio Ambiente (REMA/UFSC). A motivação do
projeto surgiu da necessidade de aprimorar o procedimento manual de calibração dos
sensores de temperatura das estações de monitoramento, que dependia de banho
térmico, aferições manuais, inserção de dados pelo operador e elevado tempo de
execução, tornando-se uma das etapas mais longas e ociosas do processo produtivo.
A solução proposta consistiu no desenvolvimento de um protótipo capaz de contro-
lar automaticamente a temperatura de um volume de controle, permitindo a geração
da tabela de conversão tensão–temperatura e a calibração individual dos offsets dos
termistores.
O sistema desenvolvido integra uma placa de circuito impresso própria, microcontro-
lador ESP32, sensor de referência calibrado, medição da temperatura externa, co-
municação UART com a placa do STMF, atuador termoelétrico por pastilha Peltier e
acionamento por ponte H. A metodologia envolveu o projeto e teste dos circuitos ele-
trônicos, identificação da dinâmica térmica por resposta ao degrau, modelagem por
sistema de primeira ordem, projeto de controladores PI/PID, simulações em MATLAB/-
Simulink e validação experimental em bancada. Após testes iniciais, adotou-se um
controle PI com ganho agendado em função da diferença da temperatura objetivo e
ambiente, permitindo adaptar os ganhos às condições de aquecimento e resfriamento.
Os resultados demonstraram a operação do sistema na faixa de 15 ◦C a 30 ◦C, com
estabilização automática dos patamares de referência, comunicação entre os sistemas
embarcados e registro dos dados necessários à calibração, finalizando com o desen-
volvimento do procedimento de calibração e IHM via Monitor Serial. O procedimento
automatizado reduziu a dependência de intervenção humana, aumentou a padroni-
zação da rotina e reduziu o tempo total do processo em relação ao método manual.
Assim, o projeto contribui para a melhoria do processo de calibração dos sensores
utilizados no STMF, com impactos positivos para o REMA em seu processo produtivo
das estações de monitoramento aplicados à análise ambiental de áreas contaminadas. |
